电子束光刻

摘要： 设计合成了一种共价键合光致产酸剂(PAG)的单分子树脂(molecular glass)材料HPS-MSF,该材料具有良好的热稳定性和成膜性。以该单分子树脂为主体材料,四甲氧基甲基甘脲(TMMGU)为交联剂进行配方,制备得到负型单分子树脂光刻胶。通过254 nm紫外曝光初步研究了光刻胶的配方、后烘及显影条件。进一步利用电子束光刻对该负型光刻胶进行评价,当TMMGU添加量为15%或30%时,在曝光剂量分别为140μC/cm^(2)和110μC/cm^(2)时,均可以得到线宽为150 nm,周期300 nm的光刻条纹。

摘要： 为了开发新的X射线准直器,利用电子束光刻(EBL)技术,结合电镀和湿法化学刻蚀工艺,在悬空的Si_(3)N_(4)隔膜上制作了大面积、高深宽比、微米周期的Au光栅。调整场拼接区域的曝光剂量解决了大面积的EBL光刻问题;用加强筋结构克服了制作高深宽比、高密度光刻胶模板时线条倒塌问题;通过在Si_(3)N_(4)隔膜下面保留很薄一层Si(25 nm厚)和改善显影工艺,克服了厚光刻胶在300 nm厚的Si_(3)N_(4)隔膜上显影时,光刻胶的断裂问题。实验结果显示,所制备的2μm周期、深宽比为5.5,面积为400μm×1000μm的Au光栅可以对光子能量为8 keV的X射线进行调制。所制备的Au光栅狭缝可以用作线平行X射线断层成像系统的探测器准直器件,或面平行X射线断层成像系统的光源准直器件,提高系统的成像速度。

摘要： 为模拟和优化电子束光刻(Electron Beam Lithography,EBL)工艺过程,提高电子束光刻版图加工质量,依托湖南大学(Hunan University,HNU)开发了一套电子束光刻的“自主可控”国产电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)软件HNU-EBL.该软件实现了以下主要功能:1)基于Monte Carlo方法计算电子束在光刻胶和衬底中的散射过程与运动轨迹;2)基于多高斯加指数函数模型计算拟合出电子束散射的点扩散函数;3)基于GDSII光刻版图文件矩阵化,进行邻近效应、雾效应等校正计算,优化电子束曝光剂量;4)基于卷积计算,计算出给定曝光剂量下的能量沉积密度,并计算出边缘放置误差等光刻加工质量关键指标.基于该软件,通过异或门(Exclusive OR,XOR)集成电路的光刻版图算例,计算在聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)光刻胶和硅衬底中10 kV电子束的光刻工艺过程.通过对比电子束邻近效应校正前后的显影版图,验证了该软件的有效性.在完全相同的计算硬件和算例条件下,与主流同类进口EDA软件进行了对比,证实了在同等精度下,本软件具有更高的计算效率.已建立http://www.ebeam.com.cn网站,将HNU-EBL软件免费授权给EBL用户使用.

摘要： 电子束光刻是纳米级硅光波导制作过程的关键工艺,本文以顶层硅220 nm的SOI晶圆为衬底研究了电子束光刻的主要工艺参数—曝光剂量对显影后的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)正性抗蚀剂结构轮廓的影响,根据测量结果分析曝光剂量与显影后结构图形宽度的关系,找到最佳曝光剂量220μC/cm^(2)以便通过后续工艺得出与掩膜尺寸一致的最终结构。同时,依据图像分割曲线跟踪技术对剂量测试结果图进行轮廓提取处理,分析掩膜设计值和曝光剂量与边界轮廓二维粗糙度之间的关系,为后续相同衬底材料的电子束光刻提供参考意义。

摘要： 电子束光刻是下一代光刻技术中的有力竞争者,在微纳加工尤其是光刻掩膜制造上具有显著的竞争优势.开发高性能的光刻胶并优化出最佳的显影条件和工艺是提升电子束光刻效率的基础.本文在前期开发出的二氧化碳基聚碳酸酯电子束光刻胶的基础上,进一步探究了正性聚碳酸环己撑酯(PCHC)胶的显影条件对电子束光刻性能的影响,具体研究了显影剂以及显影温度和时间等工艺条件,筛选出了最优显影剂正己烷,最佳显影温度0°C,最佳显影时间30 s.在该条件下,PCHC的灵敏度和对比度分别为208 μC/cm2和3.06,并实现了53 nm的分辨率,超过了当下广泛使用的PMMA-950k电子束光刻胶,有望为科研院所和半导体加工车间提供一种性能优异、成本低廉的新型电子束光刻胶.

摘要： 分布反馈(DFB)半导体激光器是现代光通信系统及红外探测中核心光源器件,外延结构一般由光栅材料层和量子阱材料层两大部分组成,其中光栅材料层中Bragg光栅制作质量的好坏对器件阈值和单模特性有直接影响。本文通过使用电子束光刻技术制作了高质量的Bragg光栅,较全息光刻技术所制光栅占空比均匀性由14.3%提高到了2.9%,改善了光栅材料层的质量,阈值电流标准差由0.47降至0.32,边模抑制比标准差由5.26降至0.72,提高了器件一致性,单片成品率提高了近10%。

摘要： 本文主要研究周期性微偏振片阵列的制备与偏振特性。首先采用电子束光刻技术制备周期性的铝纳米线栅阵列,其次利用聚焦离子束刻蚀技术制备不同深度的铝纳米线栅阵列。之后通过偏振光路测试系统表征铝纳米线栅阵列,讨论周期、深度对偏振片偏振性能的影响。实验结果表明,在可见光谱中适当减小光栅的周期、增加光栅结构的深度均可以改善周期性微偏振片阵列的偏振性能。

摘要： The high-resolution hard X-ray (>2 keV) Fresnel zone plates with high density and high aspect ratio was fabricated for Synchrotron Radiation Light Source .The electron beam lithography and the fabrication of hard X-ray zone plates were simulated with Monte Carlo method by combining high accelerating voltage (100 kV) with Si3N4 self-standing film to reduce the backscattering .The simulation result show s that Si3 N4 self-standing film substrate effectively reduces backscattering w hen electrons propagate in the resist ,so that the structure collapse and adhesion caused by high density and high aspect ratio are overcome .By adjusting the electron beam exposure dose ,hard X-ray Fresnel zone plates with the outermost ring width of 150 nm ,gold absorber thickness of 1 .6 μm and the aspect ratio more than 10 were fabricated on a 500 nm Si3 N4 self-standing film .Meanwhile ,a random support structure was introduced to realize the self support of the zone plates and to improve their stability .The focusing properties of the zone plates fabricated were tested with energy of 8 keV at 4W1A beamline of Beijing Synchrotron Radiation Facility ,and a clear focusing result was obtained .%为得到同步辐射光源硬X射线波段(>2 keV)需要的高宽比高分辨率波带片,本文利用高加速电压(100 kV)电子束光刻配合Si3 N4镂空薄膜直写来减少背散射的方法,对硬X射线波带片制作技术进行了蒙特卡洛模拟和电子束光刻实验.模拟结果显示:Si3 N4镂空薄膜衬底可以有效降低电子在抗蚀剂中传播时的背散射,进而改善高密度大高宽比容易引起的结构倒塌和粘连问题.通过调整电子束的曝光剂量,在500 nm厚的镂空Si3 N4薄膜衬底上制备出最外环宽度为150 nm、金吸收体的厚度为1.6μm,高宽比大于10的硬X射线波带片.同时,引入随机支撑点结构,实现了波带片结构自支撑,提高了大高宽比波带片的稳定性.将利用该工艺制作的波带片在北京同步辐射装置X射线成像4W1A束线8 keV能量下进行了聚焦测试,得到清晰的聚焦结果.

摘要： The present status and recent advances in nanofabrication of X-ray diffractive lenses in domestic and overseas were reviewed .The research and achievements of in the past three years by author's group were introduced .For the key technology of diffractive lenses ,the basic processes of electron beam lithography for large aspect ratio profiles in resists was established .By combing with Au electroplating ,a solid technical background for nanoscale zone plates was successfully built up and applied to the fabrications of Siemens stars and grating based beam shapers . Furthermore , by applying Monte Carlo simulation and developing dynamics ,the aspect ratio (zone height/zone width) limit by electron beam lithography was explored and the physical essence leading to the limit was discussed .A serial of diffractive lenses ,such as 50—100 nm zone plates (in w hich the 100 nm zone plate shows its aspect ratio of 16:1) ,50—300 nm Siemens stars(in which the 300 nm Siemens star has the aspect ratio of 10:1)and 200 nm grating based condensers (with the aspect ratio of 10:1) were successfully fabricated .The optical characterizations of these fabricated lenses were measured in Shanghai Light Source ,It demonstrates that the focusing spot of 100 nm zone plate is 234 nm .The 300 nm Siemens stars and the condensers fabricated in this work show their optical quality at the world level .The standard deviation of the illuminated intensity is measured to be 1% .Finally ,this paper summarizes the development of X-ray diffraction lenses in our country in recent years , and points out that the biggest bottleneck of the development of diffraction optics is the interaction between resolution and diffraction efficiency . It puts forward some specific ways to improve the diffraction efficiency of optics and gives a technical road-map for the lens technique in China in the next five years .%综述了国内外在纳米加工X射线衍射光学透镜方面的研究现状和最新进展.介绍了作者团队过去三年在这方面做的工作.针对衍射透镜关键技术,研发了具有大高宽比形貌的电子束光刻基础工艺;结合金电镀,提出了纳米尺度波带片的制造技术,并将该工艺成功扩展于分辨率板(Siemens star)和集成光栅型会聚透镜的研制.运用蒙特卡罗模拟和显影动力学,探索了电子束光刻技术所能够实现的最大高宽比以及造成这种限制的物理根源;成功研制了50~100 nm的波带片透镜(其中,100 nm波带片高宽比为16:1)、50~300 nm的分辨率测试板(其中,300 nm测试板高宽比为10:1)和200 nm的会聚透镜(高宽比为10:1).对所研制的光学部件在同步辐射光源进行了实验表征.结果表明,100 nm波带片聚焦斑尺寸为234 nm,测试板和会聚透镜的光学特性与国外同样光学部件到达同等水平;会聚透镜辐照的均匀性为99%.最后,总结了近几年我国X射线衍射透镜的发展进度,指出了衍射光学部件光学性能发展的最大瓶颈是分辨率与衍射效率相互制约,提出了提高光学部件衍射效率的具体途径,给出了我国X射线衍射透镜技术的未来发展路线图.

摘要： 对电子束光刻系统的原理以及在微纳加工领域的应用进行了讨论.首先对光刻系统的工作原理进行了阐述.然后讨论了电子束光刻的关键工艺,如光胶的选择、剥离工艺的优化以及邻近效应对图形的影响及修正方法.由于电子束光刻在科研领域展现了巨大的潜力,因此吸引了许多学者的注意.最后,举例介绍了电子束光刻在生物医学和硅光电子上的应用.

摘要： 本文利用电子束光刻技术(electron beam lithography,E-beam)制备了210nm栅长T型栅mHEMT(应变高电子迁移率晶体管,metamorphic high electron mobility transistor)器件.为减小栅极的寄生电容和寄生电阻,采用PMMA A4/PMMA-MMA/PMMA A2三层胶电子束直写的方法定义了210nm栅长T型栅极.InAlAs/InGaAs异质结GaAs-mHEMT器件的直流特性和高频特性分别通过Agilent B1500半导体参数分析仪和Agilent360B矢量网络分析仪测试.直流测试结果显示,210nm栅长InAlAs/InGaAs沟道GaAs-mHEMT单指器件的最大有效输出跨导(gm:max)为195mS/mm,器件最大沟道电流160mA/mm.射频测试结果显示,电流增益截止频率(fT)和最高振荡频率(fmax)分别为46GHz和115GHz.同时欧姆电极特性和栅极漏电特性也被表征,采用非退火工艺制作的欧姆电极接触电阻率为3.5110-5Ω.cm-2,栅极最大饱和漏电流密度小于1×10-8A/μm.

摘要： 提供F7000多用途电子束光刻系统和E3310晶圆多维影像测量扫描电镜,可满足下一代半导体技术的加工和检测的需求.F7000电子束光刻系统具有高分辨率、高速度、自由灵活、稳定运行的优点.E3310晶圆多维影像测量扫描电镜利用四个探测器同时成像,实现晶圆实时非破坏性三维测量和成像.

摘要： 随着电子束光刻及深紫外光刻的方法更多的应用到纳米光子器件制作中,使得光器件的体积大大缩小,越来越多的功能可以集成到同一个光子集成回路中.本文深入的研究了电子束光刻工艺方法及深紫外光刻工艺方法的基本原理及工艺过程,并同时将这两种方法应用到通信波段光子晶体的制作中,通过工艺参数优化,都得到了较好的硅基光子晶体样品.

摘要： 电子束光刻技术是推动微电子和微细加工发展的关键技术,尤其在先进掩模制造和纳米加工领域中,起到不可替代的作用.为满足科研和生产的需要,我们中国科学院微电子研究所微细加工与纳米技术研究室长期以来一直开展光学光刻系统的分辨率增强技术和电子束曝光及电子束直写技术研究,取得了很好的应用效果,其中电子抗蚀剂工艺技术是实现高分辨率加工的基础.本文重点介绍电子束光刻中常用的电子抗蚀剂曝光工艺技术优化的问题.

摘要： 文章重点介绍应用于标准参考物质样品制造的线曝光图形处理技术、电子束与光学曝光混合光刻技术、高反差高分辨率电子抗蚀剂HSQ工艺技术、邻近效应校正技术等，同时介绍探索性地开展把电子束光刻与X射线深曝光及精密微电镀技术相结合的工艺技术应用于金结构纳米尺度标准参考物质制造技术的研究。由于该样品制备难度很大，我们通过长期摸索，最后决定采用光学光刻技术制备样品的外围图形，然后再采用电子束与光学混合光刻技术直接在硅片上写出样品的核心部分。由于标准参考物质样品的栅格周期尺寸要达到100纳米以下，密集栅格线条宽度必须小于50nm，为保证线条的边缘平滑、陡直、均匀，我们采用具有高反差、高分辨率的HSQ电子抗蚀剂曝光，显影后直接生成含有SiO2成分的栅条。实验证明该材料能够很好满足标准参考物质的性能要求。

摘要： 利用高斯型束斑/矢量扫描式电子束曝光机的工作模式特点,通过设计特定的矩形线条,设置特定的扫描步长以及曝光剂量,得到了多种不同直径(20～60nm),不同间距(50～100nm)的圆孔状纳米阵列,图形与图形之间最小间隙小至10nm。该工艺方法最大的优势在于,与传统直接加工的圆形阵列相比,整个流程中不需要使用圆弧状图形数据,使其在数据处理方面花费的时间会大大缩短。

摘要： 纳米梁谐振器是某一维度上的特征尺度小于100nm纳米级谐振器。纳米梁谐振器以其超小的体积与质量，超低的功耗，超高的灵敏度，体现了NEMS器件的优越性。纳米梁谐振器有望广泛应用于单电子电量、单分子质量等物理量的检测。高灵敏度生物、化学传感器等不同领域。本文研究了纳米级固支梁谐振器的制造工艺技术，研究利用电子束光刻和MEMS工艺相结合的纳米制造技术，开发出干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的纳米固支梁结构的制造工艺，形成纳米梁谐振器自上而下的制造工艺技术。

摘要： 本文在对纳米结构与纳米器件特种加工技术一电子束光刻(E-Beam)和聚焦离子束(FIB)研究的基础上，实现了多种纳米结构与纳米器件的加工。进而通过扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)实现了纳米结构的表征，得到了清晰的纳米结构图像，为进一步研究纳米器件奠定了基础。在纳米结构与纳米器件的加工技术中，E-Beam技术可以制备特征尺寸10nm甚至更小的图形，可用于特殊纳米结构的制备、模版制作与检测、多维形貌学和纳米工程。

摘要： 我们在实验中对InGaAs/AlAs/InP共振遂穿二极管(RTD)材料结构进行了优化设计,并用MBE设备在(100)半绝缘InP单晶片上生长了RTD外延材料。我们采用电子束光刻工艺和空气桥互连技术,制作了InP基RTD器件。并在室温下测试了器件的电学特性：峰值电流密度24.6kA/cm2,峰谷电流比(PVCR)为8.6。并通过MATLAB软件对器件Ⅰ-Ⅴ测试曲线进行了数值拟合,拟合结果与实验数据吻合的很好。

摘要： 纳米技术的核心是纳米加工技术.本文从纳米加工技术研究现状、纳米加工技术的应用、纳米加工技术前景展望三方面介绍了纳米加工技术.希望对纳米加工技术有所了解。

摘要： 本发明形成间隔为波束尺寸整数倍的二维平面内的正方形格栅矩阵波束群，通过位映像信号打开/关闭待光刻的元件的网格，修整希望的波束形状，将波束偏向于需要位置，波束状态稳定后，打开全体遮光器，通过照射波束而获得高精度且高速的光刻图案。提供给各波束的打开/关闭信号和向量扫描信号，在波束稳定后，解除全体遮光器，并且从而以少数数据量进行高精度、高速的光刻。当全体拍摄数量超过一定值时，修改图案数据并且实现高速光刻。半导体反偏压PN结技术被优选地用于个别遮光电极。

摘要： 本发明形成间隔为波束尺寸整数倍的二维平面内的正方形格栅矩阵波束群，通过位映像信号打开/关闭待光刻的元件的网格，修整希望的波束形状，将波束偏向于需要位置，波束状态稳定后，打开全体遮光器，通过照射波束而获得高精度且高速的光刻图案。提供给各波束的打开/关闭信号和向量扫描信号，在波束稳定后，解除全体遮光器，并且从而以少数数据量进行高精度、高速的光刻。当全体拍摄数量超过一定值时，修改图案数据并且实现高速光刻。半导体反偏压PN结技术被优选地用于个别遮光电极。

摘要： 本发明适用于半导体技术领域，提供了一种电子束曝光方法、电子束光刻方法及金属线条制备方法。电子束曝光方法包括：根据第一版图图形对基片进行第一电子束曝光处理；根据第二版图图形对所述基片进行第二电子束曝光处理，其中，所述第二版图图形是所述第一版图图形沿第一版图图形中的线条长度方向平移预设距离得到的。本发明经过两次曝光处理，两次曝光的效果叠加避免了束斑拼接处由于能量不足导致的断点，使得整个图形均匀曝光。并且，不需要增加曝光剂量，能够保证较小的线条尺寸。

摘要： 本发明公开了一种降低电子束光刻时光刻胶粗糙度的方法，包括：在衬底上形成结构材料层和第一硬掩模层；在第一硬掩模层上形成第二硬掩模层；在第二硬掩模层上形成电子束光刻胶图形；以电子束光刻胶图形为掩模，刻蚀第二硬掩模层形成第二硬掩模图形；以第二硬掩模图形为掩模，刻蚀第一硬掩模层形成第一硬掩模图形；以第一和第二硬掩模图形为掩模，刻蚀结构材料层，形成所需要的线条。依照本发明的方法，采用材质不同的多层硬掩模层并且多次刻蚀，防止了电子束光刻胶侧壁粗糙度传递到下层的结构材料层，有效降低了线条的粗糙度，提高了工艺的稳定性，降低了器件性能的波动变化。

摘要： 本发明涉及一种有机硅表面活性剂的用途、改善电子束光刻胶灵敏度的方法、电子束光刻胶及其制备与使用，在制备电子束光刻胶时，加入有机硅表面活性剂。电子束光刻胶包括如下质量百分比的各组分：聚甲基丙烯酸甲酯2～15％；溶剂84.85～97.998％；有机硅表面活性剂0.002～0.15％。制备方法：将电子束光刻胶的各组分混合，得到电子束光刻胶。使用方法：将电子束光刻胶涂布在硅片上，依次经过前烘、曝光和显影，得到光刻图案。本发明提出有机硅表面活性剂用于改善电子束光刻胶灵敏度，该电子束光刻胶具有较佳的灵敏度。

摘要： 本发明涉及一种聚合物树脂及其制备方法、改善电子束光刻胶开裂的方法、电子束光刻胶及其制备与使用。聚合物树脂的制备方法包括如下步骤：1)包含芳香族乙烯基单体和α‑卤代丙烯酸酯单体的单体组合物聚合；2)将得到的混合物在包括酮类溶剂/和烷基类溶剂的溶液中沉降、过滤和干燥。电子束光刻胶采用该制备方法获得的聚合物树脂，改善电子束光刻胶开裂。电子束光刻胶的制备方法：将电子束光刻胶的各组分混合。使用方法：将电子束光刻胶涂布在硅片上，依次经过前烘、曝光和显影。本发明将单体组合物聚合得到的混合物在包括酮类溶剂/和烷基类溶剂的溶液中沉降，能够改善电子束光刻胶的开裂，提高电子束光刻胶曝光的可靠性。

摘要： 本发明适用于半导体技术领域，提供了一种电子束曝光方法、电子束光刻方法及金属线条制备方法。电子束曝光方法包括：根据第一版图图形对基片进行第一电子束曝光处理；根据第二版图图形对所述基片进行第二电子束曝光处理，其中，所述第二版图图形是所述第一版图图形沿第一版图图形中的线条长度方向平移预设距离得到的。本发明经过两次曝光处理，两次曝光的效果叠加避免了束斑拼接处由于能量不足导致的断点，使得整个图形均匀曝光。并且，不需要增加曝光剂量，能够保证较小的线条尺寸。

摘要： 本发明公开了一种多光束控制的多电子束光刻设备和光刻方法，该光刻设备包括多激光束阵列器件和多电子束阵列器件，其中，所述多激光束阵列器件包括激光光源、激光平行扩束镜和数字微反射镜阵列，所述多电子束阵列器件包括阴极、光‑电子转换发射阵列、阳极、加速阳极、磁聚焦阵列、光澜阵列、磁聚焦物镜和样品台。采用本发明提供的多光束控制的多电子束光刻设备和方法，能够大幅增加可控电子束的数量，增加有效曝光点数量，减少总曝光次数，减少电子束光刻写入时间，大幅提升电子束光刻的效率和吞吐量，有望使多电子束光刻设备超越以光为媒介的传统光刻设备的光刻效率和分辨率，推动多电子束光刻设备成为具有强竞争力的实用光刻设备。

摘要： 本发明公开了一种降低电子束光刻时光刻胶粗糙度的方法，包括：在衬底上形成结构材料层和第一硬掩模层；在第一硬掩模层上形成第二硬掩模层；在第二硬掩模层上形成电子束光刻胶图形；以电子束光刻胶图形为掩模，刻蚀第二硬掩模层形成第二硬掩模图形；以第二硬掩模图形为掩模，刻蚀第一硬掩模层形成第一硬掩模图形；以第一和第二硬掩模图形为掩模，刻蚀结构材料层，形成所需要的线条。依照本发明的方法，采用材质不同的多层硬掩模层并且多次刻蚀，防止了电子束光刻胶侧壁粗糙度传递到下层的结构材料层，有效降低了线条的粗糙度，提高了工艺的稳定性，降低了器件性能的波动变化。

摘要： 本发明提供了一种电子束光刻胶的制备方法，包括感光原料、树脂原料、引发剂和溶剂。本发明中将感光原料、树脂原料、引发剂和溶剂等原料按照一定比例导入混合搅拌设备中，搅拌温度维持在三十至五十摄氏度，搅拌时间维持在一至二小时；搅拌完成后，将搅拌混合物导入反应釜中静置，静置时间维持在三至五小时，静置前在釜中填充氮气进行保护，能够充分反映，保证光刻胶的质量，静置完成后将混合原料导入过滤设备中，过滤前在过滤设备中充入氮气进行保护，过滤设备采用纳米纤维滤材；一次过滤后进行取样检测，如未达到质量要求，则进行二次过滤，当达到质量要求后导入灌装设备中进行灌装，灌装时保持氮气填充保护，能够全程保护光刻胶的生产。